云南部分蔬菜中氟积累特征及其成因初步分析

1、云南部分蔬菜中氟积累特征及其成因初步分析何 锋，段昌群*，侯永平云南大学生命科学学院暨云南生物资源保护与利用国家重点实验室培育基地，昆明 云南 650091摘要：对云南蔬菜产区部分蔬菜进行了分析，发现氟残留量普遍超过了1 mg/kg。在所检测的蔬菜中，菠菜的水溶性氟平均含量最高，为13.18 mg/kg。就叶菜类不同组织器官来看，氟的分布是：叶中的氟残留量根中的氟残留量茎中的氟残留量（以干质量计算）；就不同叶位来看，从老叶到幼叶氟残留量有逐渐下降的趋势。结合蔬菜产地的土壤分析结果，认为蔬菜中氟残留量不仅与土壤氟含量有关，而且还可能与施肥状况、蔬菜类别有关。文章还提出了减少蔬菜中氟残留量的对策。

2、关键词：云南；蔬菜；水溶氟；残留中图分类号：X56 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2004）03-0327-03氟是人体必需的微量元素之一，人体内平均含氟量为37 g/g，人体含氟量过多或不足，均不利于人体健康1。各种研究表明，大气、水、土壤中的氟超过一定浓度，对植物的生长和内在品质将造成很大的影响。由于氟离子是容易被蔬菜吸收和积累的一种阴离子，当蔬菜中氟含量较高（1 mg/kg），人长期食用会影响人体健康，轻则形成斑釉齿，重则导致慢性氟中毒，形成氟骨症等2，3。因此氟是很多国家和地区重点检测的危险元素。云南气候适宜，是我国冬早蔬菜重要生产基地2。区域内某些地区氟的含量较高，这

3、对蔬菜内在品质产生怎样的影响目前了解尚少。本研究通过调查分析云南部分大宗蔬菜中氟离子积累状况，结合国内外蔬菜品质安全标准予以评价蔬菜质量；同时跟踪样品来源地，对产地进行土壤分析，探讨蔬菜氟积累的成因，为蔬菜生产合理布局种植结构、提高质量提供科学依据。1 材料与方法1.1 材料蔬菜样品取自云南部分蔬菜主产区菜市场，其中部分蔬菜样品直接来自几个大宗蔬菜产地。取回样品后，用蒸馏水洗净，晾干后在6080 鼓风干燥，然后用植物粉碎机粉碎，过1 mm筛，装入自封袋并标记，备用。土壤样品取自蔬菜样品的相应产地，随机蛇形布点，取030 cm土层，用四分法获得所需土样，用GPS对采样中心点定位。土样装袋标记后，

4、带回实验室风干，测定风干土水分系数，磨碎过筛备用。1.2 方法蔬菜中的水溶氟采用GB/T 5009.18-1996中的氟离子选择电极法测定。称取1 g过1 mm筛的样品，置于50 ml容量瓶中，加入10 ml浓度为1 mol/L的盐酸，浸提1 h。然后加25 ml总离子强度缓冲液，加水到刻度，混匀。用标准溶液校准氟电极斜率和空白，校准后，把蔬菜处理液倒入烧杯中，插入电极，磁力搅拌测定，读数稳定后记下数值4，5。土壤中有机氮的测定：凯氏定氮法。土壤有效氮的测定：碱解扩散法。土壤有效磷的测定：NaHCO3浸提比色法。土壤速效钾的测定：乙酸铵浸提火焰光度法6。土壤水溶氟的测定：氟电极法7。2 结果与

5、分析2.1 云南部分蔬菜中氟残留特征分析表1 云南部分蔬菜中水溶氟的质量分数1) mg/kg蔬菜样品数范围平均值标准差大白菜5212.556.723.54小白菜64.615.859.533.6青菜6617.98.90.99生菜70.424.610.227.39菠菜88.1522.313.184.16芹菜73.1520.712.764.41韭菜113.218.5511.554.75韭黄38.812.0510.581.35葱62.9510.37.282.45萝卜51.19.46.012.7马铃薯42.154.153.70.91莲藕42.055.953.451.49 1) 以蔬菜干质量计算抽测蔬菜的

6、含氟量见表1。从表1中可以看出，蔬菜中水溶氟的平均质量分数均超出1 mg/kg。全部蔬菜氟含量范围为0.424.6 mg/kg之间。叶类蔬菜中氟含量比根茎类蔬菜高出很多。以菠菜中氟残留量为最高，平均约13.18 mg/kg，其次是芹菜，为12.76 mg/kg。韭菜中氟残留量也高，为11.55 mg/kg。平均含量较低的是莲藕，为3.45 mg/kg，马铃薯中平均含量为3.7 mg/kg。2.2 氟在蔬菜各部分的分布对大白菜、小白菜、生菜、菠菜、芹菜、葱的各个部分氟含量测定结果见表2、表3和图1、图2。从这些测定结果中可以看出，氟在蔬菜各个部分的残留量有显著性差异。表2表明大白菜和生菜中，从外

7、侧的12叶的老叶到内表3 氟在小白菜和菠菜各个部分的分布 mg/kg蔬菜名称平均含量老叶幼叶根小白菜a4.65.64.52.65小白菜b11.613.67.513.15菠菜a9.914.64.91.65菠菜b8.158.87.055.15侧的56叶及至菜心，氟的含量依次显著降低。从表3可以看出，小白菜的老叶中氟残留量最高。而根部则出现两类情况，一类是其含量在整个植株中最低，一类是根中的含量很高，接近老叶，这可能是由于品种的差异，或者是与环境有关系。菠菜中氟残留量情况是：老叶中的氟残留量幼叶中的氟残留量根中的氟残留量，其中，菠菜a中老叶的含量是14.6 mg/kg，比幼叶高出约3倍，比根部高出近

8、9倍。表2 叶菜类各个叶片中氟残留量 mg/kg蔬菜名称平均含量12叶34叶56叶幼叶大白菜6.558.86.66.054.7生菜24.625.524.1515.314.3小葱各部分氟的含量见图1。从图1中可以看出，小葱的地上部分氟含量显著高于葱头。芹菜各部分氟的含量见图2。从图2中可以看出，氟在3种芹菜中的分布情况都是：叶中的氟残留量根中的氟残留量茎中的氟残留量。2.3 蔬菜产地土壤肥力及水溶性氟与蔬菜中氟残留量关系蔬菜产地土壤肥力、土壤中水溶氟含量与蔬菜内水溶氟含量的分析结果见表4。从表4可以看出，9个大田样地的水溶氟含量在1.238.69 mg/kg之间。各类蔬菜中氟含量范围为0.420

9、.7 mg/kg之间。蔬菜品种不同，其氟的积累也是有所差异的。如表4所示，在蔬菜产地2（其中心点的坐标：北纬245422.5，东经1024959.2，海拔1912 m），土壤水溶性氟为1.23 mg/kg，相应地块中西芹含氟量为20.7 mg/kg，而距离该地不太远的蔬菜大田（点1）的土壤状况与点2相似，但是产出的优质生菜中氟残留量却只有0.4 mg/kg，蔬菜中氟的积累状况与蔬菜种类密切相关。从本研究中可以看出，叶菜中氟残留量比其它类蔬菜严重，而瓜果类和块根块茎类蔬菜中残留量相对要低。不仅如此，从表4中还可看出这样一些基本的现象：当土壤中有机氮和有效氮的含量越高，有效磷的含量适中时，蔬菜中氟

10、的积累量就可能越高；蔬菜中氟的含量水平与土壤中w(N)w(P)w(K)的这种比例密切相关。3 讨论表4 蔬菜产地土壤肥力、氟背景值及蔬菜中水溶氟残留量采样点平行数量w(有机氮)/(mgkg-1)w(有效N)/(mgkg-1)w(有效P)/(mgkg-1)w(速效K)/(mgkg-1)w(有效N)w(有效P)w(速效K)w(土壤水溶氟)/(mgkg-1)产地蔬菜w(蔬菜水溶氟) /(mgkg-1)点13220.653.18140.056.725.6040.086782.2821.8010.045.592.900.087生菜0.4点23227.552.72142.501.9611.110.0612

11、83.781.4610.081.991.230.063西芹20.7点3396.411.53101.101.105.600.015172.124.3310.0551.701.950.05大白菜13.85萝卜9.4点43201.852.09166.304.180.12150.003240.472.3810.0011.458.420.14萝卜6.55点53256.321.67113.521.603.570.068299.634.8110.032.648.690.072小白菜4.2点63206.162.46133.963.4721.030.062546.2515.1410.164.084.270.02

12、1花菜6.45点73151.953.5897.711.630.030.002106.012.8310.00031.097.690.037莲藕2.7点83140.693.58157.043.281.730.03487.631.5310.0110.568.350.12小莲花白4.45点93164.753.3799.711.0110.150.32115.092.9710.1021.153.150.01洋丝瓜1.6（1）从本研究来看，抽测蔬菜水溶氟的含量普遍高于1 mg/kg，超出了食品卫生标准。造成蔬菜中氟含量偏高的原因有有以下几个方面：其一，本研究所选择的蔬菜主产区主要集中在红壤区，土壤中的氟的背

13、景值较高，可达100500 mg/kg，其中水溶性氟往往占总量的3%4%，即植物可利用态为320 mg/kg，这些成为蔬菜等经济作物水溶性氟含量高的潜在基础。例如，云南凤庆滇红茶叶中水溶性氟含量是27.5 mg/kg8。其二，氟的化学性质比较活跃，容易在植物体内迁移和积累。其三，种植蔬菜的土壤，往往具有较好的土壤肥力，而土壤中有效氮和有效磷的含量也影响着蔬菜中氟的含量水平。其原因是充足的养分促进蔬菜生长代谢旺盛，光合作用和蒸腾作用都加强，而蔬菜从土壤中吸收的水溶氟从根部通过蒸腾拉力随水分向叶部运输，在蔬菜地上部分累积的代谢也加强，所以高肥导致氟的高含量。其四，有些土壤本身氟背景值不高，但是由于

14、当地人把燃烧后的炉灰与肥料混用施入菜地，使菜地中水溶性氟含量比较高，从而使氟积累到植物产品中。这些外源性的氟往往集中在土壤表面，对植物的有效性很高，从而使蔬菜中的氟易于积累。这种现象在中国的农村比较常见。这也是影响蔬菜氟含量的原因之一7。其五，很多蔬菜产地相对集中地分布在城镇周围，城镇附近工业、农村能源使用中的煤炭燃烧产生的氟污染，也影响着周边一些大田中蔬菜的生长状况和品质，这也是导致蔬菜中氟含量高的因素。目前，我国常规蔬菜检测中较少关注氟的超标问题。我国土壤氟的背景值为(478197.7) mg/kg，而在南方，种植蔬菜的土壤大多是水稻土，其氟的背景值往往较高，一般为(533157.8) m

15、g/kg9。蔬菜种植往往是高肥条件，很容易导致蔬菜中氟的超标。本研究发现研究区中的蔬菜氟普遍超标，也说明了这个问题。类似的情况在徐州地区7、南京10等地也比较普遍。我国要提高蔬菜的无公害生产水平，或进入国际市场，必须高度重视这个问题。（2）考虑到成人每天摄入的氟可在1 mg以内，如果换算成每天消耗的蔬菜鲜重，则人体日摄入氟远低于1 mg，所以应该对国家标准进行调整，放宽限量标准值，或者划分出氟残留水平等级，才能与实际生产相对应10。而且，各类蔬菜的含水量也有极大的差别，所以不能凭借烘干后在干重水平进行统一评价，应该根据蔬菜含水量等的差异来对具体蔬菜制定氟残留限量标准。（3）研究发现氟在所抽测的

16、几类蔬菜中含量分布特征是：叶菜类中的氟含量根茎菜类中的氟含量。在叶类蔬菜中。氟在老叶中的含量远高于幼叶中的含量，可能是因为与积累的时间有关系。同一蔬菜中，氟在各个部分分布的总体特征是：叶中的氟含量根中的氟含量茎中的氟含量，原因可能是水溶性氟从根部被吸收以后，随水分蒸腾拉力到达叶片，水分从气孔散失，而氟到达叶部后最终在叶肉细胞的液泡中贮存7。另外，大气中的氟也可以通过气孔进入叶片而直接在叶部积累。（4）从本研究中得出的一般规律，认为在减少蔬菜中氟的积累方面有以下几种方式可以借鉴：其一，鉴于在同一蔬菜产区，有的蔬菜中氟积累量较高，有的蔬菜中氟积累量较低，所以应该在生产中筛选出低积累氟的蔬菜种类和品

17、种。其二，针对不同产地的氟环境背景值，采用不同的对策。在蔬菜生产中，首先要调查分析蔬菜生产基地的环境质量，对生产蔬菜的适宜性进行评价。在氟背景值低的地区，蔬菜中氟积累低，适合种植多种蔬菜，可加大力度发展蔬菜的种植。而在氟背景值高的地区，由于叶菜中氟积累比其它类蔬菜要高，瓜果类和块根块茎类蔬菜中氟积累相对要低，故在氟背景稍高的地区可种植瓜果类和块根块茎类，而不适合种植叶类蔬菜。在氟背景值特别高的地区和污染区，则不适合发展蔬菜种植业。在我国农村，人们用炉灰和煤渣混入肥料施入菜地，提高了蔬菜地水溶性氟的含量，这应该在生产中引起重视。其三，鉴于农业中过量的营养在促进蔬菜的迅速生长的同时，也可能提高了对

18、氟的吸收和积累能力，因此在蔬菜生产中要注意肥料的科学使用。采用平衡施肥和精确施肥，一方面可降低蔬菜中的氟含量，另一方面也可降低蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的含量，提高蔬菜的品质。参考文献：1 吴丽黛. 氟对生态环境的影响J. 生物学杂志, 1998, 15(3): 48-49.2 中国农业科学院蔬菜研究所. 中国蔬菜栽培学M. 北京: 农业出版社, 1987.3 罗宏, 杨志峰. 湖北氟中毒流行的环境地理分析J. 北京师范大学学报, 2000, 36(1): 122-166.4 中国预防医学科学院. 食品卫生国家标准汇编M. 北京: 标准出版社, 1999: 257-262.5 王彤. 离子选择性电

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